Geum.ru

Методы обеззараживания воды

Вид материалаДокументы

Содержание


Неотложные меры
Очистка и обеззараживание
Хлорирование воды
Озонирование + ультрафиолет
Перекись водорода
Оборудование для обеззараживания
Подобный материал:

Методы обеззараживания воды


Коммунальный комплекс России №5 (23), Май 2006, Водные технологии

Н. Ванина

По водному потенциалу Россия занимает лидирующие позиции – на одного человека приходится более 30 тыс. м3 воды в год. Тем не менее более 50 % россиян ощущает дефицит или потребляет недоброкачественную воду.

Сложная ситуация в российском водоснабжении вызвана целым комплексом причин, и в первую очередь тем, что построенные 30–50 лет назад сети и системы обеспечения населения водой устарели физически и морально. Они требуют срочной реконструкции и развития.

В последние годы резко снизилось и качество водных ресурсов. В государственном докладе «Вода питьевая» отмечено, что около 70 % рек и озер РФ утратили свои качественные показатели как источники водоснабжения, а приблизительно 30 % подземных родников подверглись природному или антропогенному загрязнению. Около 22 % проб питьевой воды, отбираемых из трубопроводов, не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим нормам, а более 12 % – по микробиологическим уровням.

Особенно велики масштабы загрязнения подземных водных масс первых от поверхности земли водоносных горизонтов, воду из которых использует в основном сельское население посредством шахтных и трубчатых колодцев.

Согласно статистике, в большинстве этих сооружений (85 %) вода характеризуется неблагоприятными санитарно-бактериологическими показателями. Например, бактерии группы кишечных палочек достигают 100 ПДК, а более чем в 50 % случаев содержание нитритов и нитратов в два–три раза превышает гигиенические нормативы.

Данные обстоятельства спровоцировали существенный скачок заболеваемости в ряде регионов.

Система водозабора сегодня может также стать объектом противоправной деятельности и вызвать социальный кризис. Это особенно опасно с учетом того, что во многих городах, в том числе и очень крупных (Москва, Новосибирск, Ярославль и др.), нет или практически нет защищенных подземных источников водоснабжения.

Неотложные меры


По оценкам экспертов, на преодоление сложившейся ситуации понадобится не менее 10 лет. Это время необходимо для осуществления самых неотложных мероприятий:
- повышения санитарной и технической надежности сетей и сооружений;
- технического перевооружения;
- автоматизации и внедрение технологий энерго- и ресурсосбережения.

Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды (НИИ КВОВ) предлагает обратить особое внимание на обеспечение безопасности объектов водного хозяйства (ВХ) и на использование передовых методов очистки и обеззараживания воды для бытового и промышленного потребления.

С позицией института согласен Комитет ООН по водным ресурсам, который рекомендовал РФ снизить водозабор из возобновляемых источников (рек, озер и т. д.), а потребность в воде хотя бы частично обеспечивать путем рециркуляции.

Очистка и обеззараживание


Как правило, степень очистки воды определяется целевым назначением, однако существуют и общие параметры:
- отсутствие нерастворимых частиц;
- отсутствие коррозионной активности;
- отсутствие вредных химических примесей.

Во время первичной очистки питьевой воды либо ее стоков обычно проводят аэрацию и механическую фильтрацию, а в завершающей стадии – ионный обмен и мембранную фильтрацию. Особенную важность при этом приобретает проблема эффективного обеззараживания получаемой жидкости, которое и определяет ее пригодность для конечного использования в быту.

Наиболее известные и распространенные способы обеззараживания – это комплексное физико-химическое воздействие с целью изменения состава жидкости и достижения определенного стандарта.

В настоящее время в системах водозабора чаще всего применяют хлорирование, озонирование и воздействие УФ-излучением с дальнейшей обработкой в угольных фильтрах или полимерных мембранах. Все эти способы в достаточной мере позволяют избавиться от взвешенных мельчайших органических частиц, коллоидов и микроорганизмов.

Обеззараживание требует точного дозирования реагентов, особенно в процессе введения специальных реактивов, которые могут представлять определенную опасность при передозировке. Подбор дозировочного оборудования должен осуществлять специалист, и предпочтение здесь следует отдавать современной цифровой технике. Мембранные дозирующие насосы (например, Grundfos серии DME) позволяют подавать реагенты с точностью ±1 %.

Хлорирование воды


Наиболее популярным способом обеззараживания является первичное хлорирование воды, позволяющее не только избавиться от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли двухвалентного железа и марганца.

Ранее жидкости обеззараживали газообразным хлором или его диоксидом. При этом на узле подготовки реактива приходилось работать с сильно разбавленными растворами, что чрезвычайно усложняло процесс.

Сегодня с появлением нового высокоточного оборудования стало возможно применение гипохлорита натрия (содержащего не менее 190 г/л активного хлора), который требует высокой точности дозирования.

Тем не менее наличие в воде свободного хлора влияет на ее органолептические качества и может стать причиной образования вредных галогенорганических соединений. Поэтому при хлорировании может потребоваться дополнительная обработка, например, доочистка в угольных фильтрах.

Озонирование + ультрафиолет


Одним из современных и экологически корректных способов обеззараживания и очистки стало применение озонирования (ОЗ), особенно в комплексе с ультрафиолетовой (УФ) обработкой воды.

Введение озона на начальной стадии процесса позволяет за счет обесцвечивания (на 30–60 % исходной цветности) и флоккулирующего эффекта уменьшить дозу коагулянта (обычно, сульфата алюминия) на 15–25 %. Комбинированное воздействие ОЗ и УФ на жидкость в несколько раз увеличивает скорость реакции окисления нефтепродуктов, фенолов, гуминовых кислот и т. д.

Несмотря на всю привлекательность озонирования, проведенные испытания показали, что полностью отказываться от хлорирования и переходить только на ОЗ пока рано, так как в теплое время года методика не позволяет достигнуть заданных микробиологических показателей (температура обрабатываемой природной воды около +22 ?С).

Более того, применение УФ-излучения вне комплекса прочих мер по обеззараживанию не всегда эффективно, поскольку ряд простейших микроорганизмов к нему индифферентен.

Перекись водорода


Сравнительно недавно появились установки обеззараживания, основанные на бактерицидном действии перекиси водорода (Н2О2). Было установлено, что это вещество обладает высокой активностью по отношению к большинству микроорганизмов. Перекись водорода недорога, продукты ее разложения абсолютно безопасны, а необходимые реагенты просты и доступны. На сегодняшний день этот метод имеет большие перспективы.

В таблице представлены основные виды современных физико-химических методов обеззараживания, а также их преимущества и недостатки. Знание этих особенностей, а также изучение и анализ вод, предназначенных для очистки, помогут сделать правильный выбор.

Оборудование для обеззараживания


Все перечисленные способы обработки воды подразумевают использование сложных технологических схем и современного насосного оборудования. При этом отдельные требования предъявляются к его качеству и возможности включения в систему АСУ с последующей диспетчеризацией, внешним управлением и обратной связью.

Например, поверхности насосов, соприкасающиеся с очищенной водой, декапируют, а затем пассивируют (декапирование или травление – обработка поверхности стали травильным раствором, устраняющим цвета побежалости и инородные включения после сварки; пассивирование – устранение остатков химикатов и продуктов травления).

Кроме того, их часто подвергают электролитическому полированию. Все эти меры не только повышают качество агрегата, но и увеличивают коррозионно-стойкость, исключая попадание продуктов коррозии в очищенную воду.

Большинство насосных устройств снабжены торцевыми уплотнениями специальной конструкции (картриджевыми), исключающими попадание загрязнений в очищенную жидкость.

Энергосбережение


Водоочистка и водоподготовка – энергоемкие процессы. Наметившийся в последнее время рост тарифов на электроэнергию уже привел к удорожанию производства бытовой воды.

Большой потенциал энергосбережения при очистке жидкости заложен в применении нового экономичного оборудования, так как существует прямая зависимость между потреблением энергии и качеством конечной продукции. В отдельных системах доля насосов в энергозатратах доходит до 90 %.

По оценкам экспертов, современные насосы способны сэкономить до 50 % потребляемой электроэнергии.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что использование современных технических средств и технологий при реконструкции и модернизации систем водоочистки и водоподготовки является ключом к развитию энергосбережения и обновлению всех инженерных систем жизнеобеспечения зданий и производственных помещений.